一种强化传质的含盐废水预浓缩装置的制作方法

1.本实用新型属于环境保护领域，特别涉及一种强化传质的含盐废水预浓缩装置。


背景技术：

2.含盐废水的处理是工业废水治理中的一个重要领域，盐分的存在加大了该类废水的治理难度。目前的含盐废水处理方式主要有膜分离法、多效蒸发结晶、mvr等，其中多效蒸发结晶和mvr是典型的蒸发浓缩工艺，它们使用蒸汽作为推动力促使水分蒸发，从而达到盐分浓缩结晶的目的。从浓缩的角度而言，废水含盐量越高，越有利于蒸发结晶，且能耗越低。因此，在废水进入蒸发工艺之前，若能对其进行一定程度的提浓，将会进一步提升蒸发工艺的经济性，达到深度节能的目的。
3.作为预浓缩手段，沿用较多的方法是化工行业中应用较广的鼓泡塔、填料塔等。在上述装置中，气泡和液滴尺度较大，气液接触面积小，而液体中的传质阻力又较大，从而严重影响了液相向气相的传质过程，浓缩效率低。
4.目前一些新的技术手段可以强化气液之间的接触过程，如超重力技术、磁场强化等，从而达到预浓缩的目的。然而，这些方法都受制于较高的能耗及设备投资而难以大规模推广应用。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型旨在提供一种制造简单、能耗低的可强化传质的含盐废水预浓缩装置。本技术利用文丘里管气体速度大、液体速度小的性质，同时缩小文丘里管的尺寸，可使气液在较小的空间里发生撞击而实现有效的接触，强化传质过程。因此，本实用新型将文丘里管运用在废水预浓缩装置里，提高传质效率。
6.在本发明的设计结构中，文丘里管可以为气液接触传质创造较好的条件。沿着气液接触室向着气液分离室的水平方向，文丘里管的结构依次为收缩段、喉部和扩散段。在正常工作时，气体通过收缩段到达喉部处流速加快，创造出负压环境，从而吸入液体。气液相对流速大，导致液体被充分打碎成小尺度的液滴，增大了气液接触面积，在扩散段中充分接触传质。当气体湿度较低时，水分可强烈地自发地从液体中转移到气体中，从而使废水得到预浓缩。因此，本技术的开发含盐废水的预浓缩装置，降低能量消耗，在气候干燥的地区，特别在我国的北方地区，具有较高的实用价值和经济价值。
7.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于包括顺次连通的气体进气室、气液接触室和气液分离室，所述气液接触室内设置有若干个水平放置的文丘里管，所述气体进气室通过文丘里管与气液分离室气路相通；所述文丘里管的喉部外侧沿圆周方向均匀设置有若干个通气小孔；气液分离室顶部和底部分别设有气体出口和废水出口，气液接触室上连接有废水进水装置。
8.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于所述气体进气室包括气体进口部和气体扩大腔，气体扩大腔呈圆台空腔结构，气体扩大腔的小口一端与气体进口
部连接，气体扩大腔的大口一端与气液接触室远离气液分离室的一侧进行对接。
9.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于气体进口部呈空心管结构，所述气体进口部与气体扩大腔同轴设置。
10.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于所述气液接触室包括水平放置的空心圆柱腔体，空心圆柱腔体的左右两侧均为开口，且在左右两侧开口处分别安装一个挡板；所述空心圆柱腔体的左右两侧的两个挡板之间安装有若干个水平放置且呈多层环形阵列排布的文丘里管，且每个挡板上均设有多个与相应的文丘里管端口一一对接的安装孔，以便气体进气室内通入的气体通过两个挡板上的安装孔及文丘里管进入到气液分离室内。
11.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于文丘里管的端口与相应挡板上的安装孔进行对接接触，并将文丘里管焊接镶嵌在相应挡板上，使得文丘里管的两端通过焊接镶嵌固定在空心圆柱腔体的左右两侧的两个挡板之间。
12.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于所述废水进水装置包括废水进口管，废水进口管上设有进水阀门，废水进口管与气液接触室底部进口连接，以便向气液接触室内部输入废水。
13.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于所述气液接触室的顶部连接有溢流管，溢流管的出水端伸入气液分离室内靠近底壁处，以便气液接触室内的过量废水从其顶部的溢流管溢出并引入至气液分离室的底部。
14.所述的一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，其特征在于气液接触室内所有文丘里管的水平标高均大于气液分离室底部的废水出口的水平标高。
15.相对于现有技术，本技术取得的有益效果是：
16.1.本技术装置的结构简单，制造方便。
17.2.本技术的装置在工作时，将气体和液体分布在各个小型文丘里管中，有利于气液在狭小的空间里实现高效的接触，强化了传质，为水分从液体向气体的迁移创造了极为有利的条件。
18.3.本技术的装置在工作时，能耗低，没有较大的动力消耗。
附图说明
19.图1为本技术强化传质的含盐废水预浓缩装置的结构示意图；
20.图2为本技术气液接触室的侧向截面结构示意图；
21.图中：1
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气体进口部、2
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气体扩大腔、3
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气液接触室、4
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文丘里管、5
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废水进口管、6
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进水阀门、7
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溢流管、8
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气体出口、9
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废水出口、10
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气液分离室。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
23.实施例：对照图1
‑224.一种强化传质的含盐废水预浓缩装置，包括从左到右顺次连通的气体进气室、气液接触室3和气液分离室10，所述气液接触室3内设置有若干个水平放置的文丘里管4，所述气体进气室通过文丘里管4与气液分离室10气路相通；所述文丘里管4的喉部外侧沿圆周方
向均匀设置有若干个通气小孔；气液分离室10顶部和底部分别设有气体出口8和废水出口9，气液接触室3上连接有废水进水装置。
25.对照图1中，气体进气室包括气体进口部1和气体扩大腔2，气体扩大腔2呈圆台空腔结构，以确保气体在传播方向上尽可能均匀分布。气体扩大腔2的小口一端与气体进口部1连接，气体扩大腔2的大口一端与气液接触室3的左侧进行对接。
26.对照图1中，沿着气液接触室3向着气液分离室10的水平方向（即图1中从左向右的方向），文丘里管的结构依次为收缩段、喉部和扩散段。
27.进一步地，气体进口部1呈空心管结构，气体进口部1与气体扩大腔2同轴设置。
28.对照图1和图2中，气液接触室3包括水平放置的空心圆柱腔体，空心圆柱腔体的左右两侧均为开口，且在左右两侧开口处分别安装一个挡板；所述空心圆柱腔体的左右两侧的两个挡板之间安装有若干个水平放置且呈多层环形阵列排布的文丘里管4，且每个挡板上均设有多个与相应的文丘里管4端口一一对接的安装孔，以便气体进气室内通入的气体通过两个挡板上的安装孔及文丘里管4进入到气液分离室10内。
29.文丘里管4在气液接触室3的挡板上安装方式可以是：文丘里管4的端口与相应挡板上的安装孔进行对接接触，并将文丘里管4焊接镶嵌在相应挡板上，使得文丘里管4的两端通过焊接镶嵌固定在空心圆柱腔体的左右两侧的两个挡板之间。
30.废水进水装置包括废水进口管5，废水进口管5上设有进水阀门，废水进口管5与气液接触室3底部进口连接，以便向气液接触室3内部输入废水。
31.对照图1中，气液接触室3的顶部连接有溢流管7，溢流管7的出水端伸入气液分离室10内靠近底壁处，以便气液接触室3内的过量废水从其顶部的溢流管7溢出并引入至气液分离室10的底部。
32.为了方便从文丘里管4内喷出的混合液进入气液分离室10后能够很好的进行气液分离，气液接触室3内所有文丘里管4的水平标高均大于气液分离室10底部的废水出口9的水平标高。
33.本技术的装置进行工作时：
34.气液接触室3通过底部的废水进口管5输入废水，气液接触室3的内部空间充满废水，过量的废水从气液接触室3顶部的溢流管引至气液分离室的底部。同时由气体进口部1通入气体，气体经气体扩大腔2均匀分布后，通过气液接触室3左侧挡板上的安装孔进入相应的文丘里管4内，气体通过文丘里管4的收缩段到达喉部处时流速加快，创造出负压环境，从而吸入文丘里管4以外空间中的废水，由于气液相对流速大，导致液体被充分打碎成小尺度的液滴，增大了气液接触面积，在文丘里管4的扩散段中充分接触传质。最后气液混合物从气液接触室3右侧挡板上的安装孔喷入气液分离室10内进行气液分离，增湿气体从气液分离室10顶部的气体出口8流出，浓缩的废水从气液分离室10底部的废水出口9排出。
35.实施例1：
36.利用如图1所示的装置结构对含盐废水进行浓缩处理：
37.气液接触室内设置的文丘里管共21个，每个文丘里管均是由收缩管、喉管及扩散管组成，且收缩管入口直径130mm，收缩管长度160mm；喉管直径60mm，喉管长度60mm，喉管侧部沿圆周均匀开设4个直径10mm的通气小孔；扩散管出口直径100mm，扩散管长度290mm。
38.运行时，气体采用鼓风机鼓气，空气相对湿度为40%，流量控制在10000m3/h。含盐
废水采用离心泵输送进液，废水的进液流量控制在4m3/h，废水含盐量40%，预浓缩后含盐量提升到41.3%，空气湿度增加到90%。
39.空气先进入气体扩大腔均匀分布后，平均通过气液接触室内的21个文丘里管中，并将文丘里管以外空间中的废水吸入文丘里管中与空气强烈混合，最后空气与废水的混合物喷入气液分离室内进行气液分离，增湿气体从气液分离室顶部的气体出口流出，浓缩的废水从气液分离室底部的废水出口排出。
40.采用以上浓缩处理方式，本技术在无需进行任何加热处理的情况下，即可将废水的含盐量由40%预浓缩提升至41.3%。在达到相同的预浓缩程度情况下（例如，废水的含盐量都是由40%预浓缩提升至41.3%），相对于现有常规的直接加热蒸发浓缩的处理方式，本技术可节省高达约70%以上的能耗。
41.本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。